新银盐光度法测定酸性废水中砷的含量 含砷废水

　　摘要： 随着金属矿的大量开发以及工业废水的排放，造成砷对环境的污染越来越严重，因此微量砷的检验成为环境监测的一个重要指标。微量砷的测定有许多方法，本文采用的是二乙氨基二硫代甲酸银光度法，本方法对砷的测定选择性好，灵敏度高（ε达到2.6×104），回收率达到97.1%，操作简单，适用于测定地下水，工业酸性废水中的微量砷。
　　关键词： 酸性废水中的砷；光度法；测定
　　中图分类号：F407.7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）22-0045-020 引言
　　砷在元素周期表中属于第Ⅴ主族，化学性质非常复杂,在自然界中以多种形态的化合物存在。一般无机的砷毒性大于有机砷，As3+大于As5+。微量砷通过皮肤、呼吸道进入人体，即可引发中毒性神经衰弱症候群、多发性神经炎、脊髓炎、再生不良性贫血、皮肤癌等严重疾病。
　　砷在地壳中主要以硫化物的形式存在，少量独立成矿，绝大部分与金属矿共伴生，在地壳中丰度达5g/t。砷是一种对人体及其他生物体有毒有害作用的致癌物质。As2O3俗名砒霜，为大家熟悉的白色粉末状的剧毒物，是砷的重要化合物；人们口服致死量为0.66g～2.0g，某些服用者仅服0.001g即可引起中毒；它的主要用途是制造杀虫剂、除草剂及防腐剂。砷的硫化矿物主要是我国独有的雄黄矿和雌黄矿，可作为含砷药物原料;元素砷主要用来制造砷铅合金，在军事上用作子弹头;砷铜合金用于制造汽车、雷达零件；砷镓和砷铟合金作为重要的半导体材料，广泛用于电子工业等。随着金属矿的大量开发，以及砷在工业上的广泛应用，造成砷对环境污染。砷的污染主要来源于采矿、化工、冶金、化学制药、农药生产、纺织、玻璃、制革等部门的工业废水、废气。据统计，约有30%左右的砷在冶金工业生产过程中进入废气、废水中。保护环境，防止污染，减少工业废水的排放，是现在工业发展的一个重要要求。酸性废水的危害最为严重，若排入河流、湖泊等水体，导致水体pH发生变化，不利于细菌和微生物的生长，妨碍水体自净，同时含有重金属离子的酸性废水会毒化土壤，导致植被枯萎、死亡，特别是砷的危害更大，对含砷废水的排放一定要严格控制，而且已列入我国实施排放总量控制的指标之一。故酸性废水中砷的测定具有极其重要的意义。
　　本文采用二乙氨基二硫代甲酸银光度法测定砷，灵敏度高，干扰小，准确度高，易操作。
　　1 实验原理
　　1.1 吸光光度法的基本原理 分子、原子或离子具有不连续的量子化能级，仅当照射光的光子能量与被照射物质的粒子的基态和激发态能量之差相当时才能发生吸收。不同的物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级，其能量也不相同。所以物质对光的吸收具有选择性。定量分析的依据是朗伯-比尔定律。
　　1.2 显色反应的原理 锌与酸作用，产生新生态氢。在碘化钾和氯化亚锡存在下，使五价砷还原为三价，三价砷被新生态氢还原成气态砷化氢。用二乙氨基二硫代甲酸银—三乙醇胺的三氯甲烷溶液吸收胂，生成红色胶体银，在波长510nm处测吸收液的吸光度。
　　2 实验仪器
　　①722分光光度计，10mm玻璃比色皿；
　　②砷花氢发生装置，见图1。
　　3 主要试剂
　　①砷标准溶液（1μg/mL）：吸取1mL浓度为 1mg/mL砷标准溶液在1000mL容量瓶中稀释并定容，既得1μg/mL砷标准溶液。
　　②吸收液：将2.5g二乙氨基二硫代甲酸银用少量三氯甲烷调成糊状，加入20mL的三乙醇胺，再用三氯甲烷稀释到250mL，用力振荡尽量溶解。静置暗处24h后，倾出上清液或用定性滤纸过滤与棕色瓶内，储存与冰箱中。
　　③40%氯化亚锡溶液：将100g氯化亚锡（SnCl2·H2O）溶在250mL的浓盐酸中，加微热，使溶液澄清后，用水稀释到250mL，用金属锡保存。
　　④15%的碘化钾溶液：将37.5g的碘化钾溶与水中，稀释到250mL。贮存在棕色玻璃瓶中，此溶液至少可稳定一个月。
　　⑤醋酸铅棉：称取10g醋酸铅溶与100mL水中，侵入10g脱脂棉花，半小时后取出，自然晾干。
　　⑥浓硫酸：（分析纯）。
　　⑦硝酸：（分析纯）。
　　4 实验步骤
　　4.1 显色：于砷化氢发生瓶中，加入4mL碘化钾和2mL氯化亚锡溶液（未经消解的样应先加4mL硫酸），摇匀，放置15min。
　　取5.0mL吸收液置干燥的吸收管中，插入导气管。于砷化氢发生瓶中迅速加入4g无砷锌粒，并立即将导气管与发生瓶连接（保证连接处不漏气）。在室温下反应1h，使胂释出，加三氯甲烷将吸收液体积补足到5.0mL。
　　注：砷化氢（胂）具毒，整个过程应在通分橱内进行或通分良好的室内进行。
　　4.2 测量：用10mm比色皿，以空白溶液为参比在510nm波长处测量吸收液的吸光度，并作空白校正。
　　4.3校准曲线：于8个砷化氢发生瓶中，分别加入0、1.00、2.50、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00μg砷标准溶液，加水至50mL。分别加入4mL浓硫酸，以下步骤按试样的操作进行显色和测量。
　　5 计算公式
　　ρ（As，mg/L）=m/V
　　式中：m——由校准曲线查得的砷量（μg）；
　　V——取样品体积（mL）。
　　6 注意事项
　　①锌粒的规格（粒度）对砷化氢的发生影响，表面粗糙的锌粒还原效率高，规格以10～20目为宜。粒度大或表面光滑者，虽可适当增加用量或延长反应时间，但测定的重现性较差。
　　②吸收液柱高应保持8～10cm，导气毛细管口径以不大于1mm为宜。因吸收液中的三氯甲烷沸点较低，在吸收胂的过程中可挥发损失，影响胂的吸收。当室温较高时，建议将吸收管降温，并不断补加三氯甲烷于吸收管中，使之尽可能保持一定高度的液层。
　　③夏天高温季节，还原反应激烈，可适当减少浓硫酸的用量，或将砷化氢发生瓶放入冷水浴中，使反应缓和。
　　④硫化物的乙酸铅棉若稍有变黑，既应变换。
　　⑤因为砷是剧毒物质，所以在反应的时候要保证反应装置的气密性良好，且反应要在通风橱内进行。
　　7 干扰及排除
　　铬、钴、铜、镍、汞、银或铂的浓度高达5mg/L时也不干扰测定，只有锑和铋能生成氢化物，与吸收液作用生成红色胶体银干扰测定，按本方法加入氯化亚锡和碘化钾，可抑制31μg锑和铋的干扰。
　　硫化物对测定有干扰，可通过乙酸铅棉去除。
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